Glicogênese e Glicogenólise - Bioquímica Metabólica

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Glicogênese e Glicogenólise 
FONTES DE GLICOSE SANGUÍNEA 
A disponibilidade de glicose sanguínea é 
oriunda de três possíveis situações: 
 alimentação: os carboidratos são 
digeridos e então absorvido nos 
enterócitos. Assim, sendo 
disponibilizado de forma sistêmica 
 glicogênio (jejum 12-24h): será 
utilizado a reserva de glicose. 
 gliconeogênese (jejum de 18-24h): a 
produção de glicose a partir de 
compostos aglicanos. 
ESTRUTURA DO GLICOGÊNIO 
É um homopolissacarídeo, formado por um 
único tipo de carboidrato (glicose). As 
moléculas de glicose são ligadas através de 
ligações α(1-4). Também teremos pontos de 
ramificação, onde o carbono 6 de uma 
molécula de glicose se ligará ao carbono 1 de 
outra molécula de glicose, formando 
ligações α(1-6). Essas ligações acontecem a 
cada 8-10 moléculas de glicose. 
• glicogênio muscular: o glicogênio no 
músculo será utilizado para a 
contração do próprio músculo. 
• glicogênio hepático: o glicogênio no 
fígado é utilizado para manter o nível 
basal de glicose sanguínea. 
 importante no início do jejum. 
O glicogênio é armazenado em grânulos 
citoplasmáticos diferenciados, que contém 
as enzimas necessária para a síntese a para 
a degradação do glicogênio. 
 
SÍNTESE E DEGRAÇÃO DO 
GLICOGÊNIO 
Para a síntese de glicogênio, é necessário 
moléculas de glicoses. A molécula de glicose 
será fosforilada, receberá uma base 
nitrogenada (a Uracila), formando a UDP-
glicose. A glicogênio sintase, utilizará a 
UDP-glicose (a molécula ativa) para 
adicionar essa glicose nas cadeias de 
carboidratos que já estão presentes no 
citoplasma. 
Após isso, a enzima ramificadora remove um 
fragmento da cadeia e realiza um ponto de 
ramificação, formando, então, a molécula de 
glicogênio. 
Na degradação, a glicogênio fosforilase 
remove e fosforila os monômeros de glicose 
um-a-um. 
Após isso, teremos enzimas 
(desramificadora transferase) que atuam 
transferindo uma sequência de glicose 
próxima ao ponto de ramificação para o final 
da cadeia. E então, outra enzima promove a 
quebra da ligação α(1-6). No final, essa 
glicose sairá do hepatócito e irá para as 
células. 
 
OBS: No músculo, a glicose será 
fosforilada no carbono 6 e seguirá pela 
hexocinase. Seguindo para a via 
glicolítica. 
 
 
 
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SÍNTESE DE GLICOGÊNIO – 
GLICOGÊNESE 
 Etapa 1 
O glicogênio é sintetizado a partir de 
moléculas de α-D-glicose-6-P. O processo 
ocorre no citosol e requer energia fornecida 
pelo ATP (fosforilar a glicose). 
 
 Etapa 2 
A α-D-glicose-6-P é convertida em α-D-
glicose-1-P pela enzima fosfoglicomutase, 
tendo a glicose 1,6 bifosfato como 
intermediário obrigatório nessa reação. 
Ou seja, a enzima fosfoglicomutase adiciona 
um fosfato no carbono 1 (formando o 
 
intermediário 1,6 bifosfato) e após isso 
remove o fosfato do carbono 6. 
 
 Etapa 3 
A α-D-glicose-1-P é convertida em 
nucleotídeos de açúcar (UDP-glicose) pela 
enzima UDP-glicose-pirofosfatase, na 
presença de Trifosfato de Uridina (UTP). 
A molécula de glicose irá reagir com o 
nucleotídeo. 
 
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 Etapa 4 
As moléculas de UDP-glicose são 
adicionadas pela enzima Glicogênio Sintase 
a um segmento iniciador ligado ao resíduo 
de tirosina da proteína Glicogenina, 
atividade executada pela própria proteína. 
Ou seja, o início da síntese do glicogênio 
deve-se a presença da Glicogenina. A 
Glicogenina tem um resíduo de tirosina, 
cuja a hidroxila será utilizada para a 
iniciação da molécula de glicogênio. Ainda 
não se sabe o mecanismo de adição das 
primeiras moléculas de glicose ao 
glicogênio. 
As primeiras moléculas de glicose 
(geralmente, uma ou duas moléculas) são 
adicionadas a hidroxila do resíduo de 
tirosina. O alongamento dessa cadeia é 
realizado pela enzima glicogênio sintase, 
essa enzima é regulada pela insulina. Após a 
refeição, o pâncreas secreta insulina, essa 
insulina ativa a expressão gênica que 
codifica essa proteína e também sua 
atividade. E então a glicogênio sintase vai 
adicionando a glicose a cadeia. 
O alongamento de uma cadeia de glicogênio 
envolve a transferência de um resíduo de 
glicose a partir do UDP-Glicose para a 
extremidade não-redutora da cadeia em 
crescimento. 
 
 
 
 
 
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As ramificações são formadas pela ação da 
enzima de ramificação, amilo α(1-4) – α(1-6) 
– transglicosidade. Essa enzima transfere 
uma cadeia de 5-8 resíduos glicosil da 
extremidade não-redutora para outro 
resíduo na cadeia, unindo-a por meio de 
uma ligação α(1-6). 
 
DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO – 
GLICOGENÓLISE 
A primeira reação ativada, é a capacidade 
catalítica da enzima glicogênio fosforilase. 
Esta é ativada pelo hormônio glucagon. 
A função da enzima glicogênio fosforilase, é 
fosforilar moléculas de glicose. Ou seja, 
promover a quebra das ligações α(1-4) em 
todas as pontas não-redutora. Antes de 
quatro resíduos de glicose da ligação α(1-6), 
a enzima para sua atividade. 
A glicogênio fosforilase utiliza uma molécula 
de piridoxal fosfato como coenzima e essa 
colabora na etapa de fosforilação de glicose 
livre no carbono 1. 
 
 
A enzima Oligo-α-(1-4)–α-(1-4)-Glican-
Transferase, irá quebrar a ligação α(1-4) 
liberando ou transferindo três resíduos de 
glicose para a ponta. Assim, deixando 
apenas o resíduo com a ligação α(1-6). Com 
isso, possibilita a atividade da enzima 
glicogênio fosforila, que agora, pode 
continuar sua atividade. 
A enzima amilo α(1-6) glicosidase irá clivar o 
último resíduo de glicose, que esta com a 
ligação α(1-6). 
Podemos concluir, que, após a clivagem da 
ligação α(1-6), a cadeia remanescente está 
disponível para a clivagem pela glicogênio 
fosforilase. 
 
 
 
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O produto final da ação das enzimas citadas 
anteriormente é a glicose 1-P. A glicose 1-P 
sofre a ação da enzima fosfoglicomutase, 
que irá adicionar um fosfato no carbono 6, 
formando o intermediário glicose-1,6-
bisfosfato. Em seguida, retira o fosfato do 
carbono 1. 
Na última reação da glicogenólise, a glicose 
6-P é transportada para dentro do retículo 
endoplasmático. No lúmen desse retículo 
endoplasmático temos uma região da 
enzima glicose 6-fosfatase, que tem 
atividade catalítica, que remove o fosfato do 
carbono 6. Resultando em glicose e fosfato 
inorgânico, ambos são transportados de 
dentro do lúmen para o citosol da célula. 
Essa glicose, disponível no citosol do 
hepatócito, irá para a corrente sanguínea.